KR19990036393A - Apparatus and method for providing beacon signals to wireless communication systems - Google Patents
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Abstract
비컨 신호(313, beacon signal)는 하이브리드 매트릭스(303, hybrid matrix)와 역 하이브리드 매트릭스(306, hybrid matrix)를 사용한 무선 통신 시스템에 제공된다. 하이브리드 매트릭스(303)의 비사용 포트를 사용하여, 비컨 신호(313)는 무선 통신 시스템의 사용자들을 위해 계획된 트래픽 신호들(316, traffic signals)과 결합된다. 하이브리드 매트릭스(303)는 비컨 신호(313)와 트래픽 신호들(316)의 일부분을 제각기 포함하는 출력 신호들로 비컨 신호(313)와 트래픽 신호들(316)을 변환한다. 하이브리드 매트릭스(303)로부터의 출력들은 증폭기들(315)에 의해 증폭된다. 이 때, 증폭기들(315)로부터의 출력들은 역 하이브리드 매트릭스(306)에 의해 역변환된다. 역변환 매트릭스(306)는 하이브리드 매트릭스(303)로 처음에 입력된 비컨 신호(313) 및 트래픽 신호들(316)의 부분들과 재결합하며, 최종 신호들은 섹터 안테나들(320)과 비컨 안테나(323)를 사용하여 전송된다.A beacon signal 313 is provided to a wireless communication system using a hybrid matrix 303 and an inverse hybrid matrix 306. Using an unused port of the hybrid matrix 303, the beacon signal 313 is combined with traffic signals 316 planned for users of the wireless communication system. The hybrid matrix 303 converts the beacon signal 313 and the traffic signals 316 into output signals that each include a beacon signal 313 and a portion of the traffic signals 316. Outputs from the hybrid matrix 303 are amplified by the amplifiers 315. At this time, the outputs from the amplifiers 315 are inversely transformed by the inverse hybrid matrix 306. The inverse transform matrix 306 recombines with the portions of the beacon signal 313 and traffic signals 316 initially input into the hybrid matrix 303, with the final signals being the sector antennas 320 and the beacon antenna 323. Is sent using.
Description
현재, 코드 분할 다중 접속(CDMA: Code Division Multiple Access) 통신 시스템과 같은 무선 통신 시스템에서는 도 1에 도시된 것과 같은 디자인이 사용된다. 도 1에서는, 6개의 섹터(S1-S6) 구조를 지원하기 위한 종래의 전송부(101, transmit portion)가 도시된다. 상기 전송부[101, 섹터(S1)에 대하여 도시]은 증폭기(104)와 결합된 라디오 채널부(102)로 구성되는데, 상기 라디오 채널부는 차례로 안테나(105)와 결합된다. 음성/데이터 신호(100)는 공중 회선 교환 전화망(PSTN: public switched telephone network)으로부터 라디오 채널부로 전달된다. 종래 기술에서 잘 알려진 바와 같이 라디오 채널부는 음성/데이터 신호(100)를 처리하여, CDMA 신호(103)를 생성한다. CDMA 신호(103)는 CDMA 신호(103)를 증폭하는 증폭기(104)로 입력되고, 증폭된 CDMA 신호를 이동국(도 1에서는 도시 생략)으로 전송한다. 상기 전송부(101)는 도 1에 도시된 각 섹터들(S2-S6)에 대하여 반복된다.At present, in a wireless communication system such as a code division multiple access (CDMA) communication system, a design such as that shown in FIG. 1 is used. In FIG. 1, a conventional transmit portion 101 for supporting a six sector (S1-S6) structure is shown. The transmitter 101 (shown for sector S1) consists of a radio channel section 102 coupled with an amplifier 104, which in turn is coupled with an antenna 105. The voice / data signal 100 is transmitted from the public switched telephone network (PSTN) to the radio channel section. As is well known in the art, the radio channel unit processes the voice / data signal 100 to produce a CDMA signal 103. The CDMA signal 103 is input to an amplifier 104 which amplifies the CDMA signal 103, and transmits the amplified CDMA signal to a mobile station (not shown in FIG. 1). The transmission unit 101 is repeated for each of the sectors S2-S6 shown in FIG.
CDMA 통신 시스템과 관련된 한가지 문제점은 인터-시스템 하드 핸드오프(inter-system hard handoff)를 취급하는 방법이다. 도 2는 상기 문제를 일반적으로 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 보더(200, border)는 제1 시스템(A)과 제2 시스템(B)을 분리하며, 각 시스템 A와 B는 다른 주파수들(F1과 F2)에서 작동한다. 상기 실시예에서, 시스템 A와 시스템 B는 다른 대도시 상권들(MTAs: metropolitan trading areas)의 시스템들이다. 시스템 A로부터 시스템 B로 이동하는 이동국(203)은 주파수 F1으로부터 F2로 하드 핸드오프(hard handoff)를 필요로한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 시스템 B는 또 다른 CDMA 휴대용(cellular) 통신 시스템일 수도 있고, 또는 유사한 아날로그 휴대용 통신 시스템(AMPS로 대표되는)일 수도 있다.One problem associated with CDMA communication systems is how to handle inter-system hard handoff. 2 generally illustrates the problem. As shown in FIG. 2, the border 200 separates the first system A and the second system B, with each system A and B operating at different frequencies F 1 and F 2 . do. In this embodiment, system A and system B are systems of other metropolitan trading areas (MTAs). Mobile station 203 moving from system A to system B requires a hard handoff from frequency F 1 to F 2 . As shown in FIG. 2, System B may be another CDMA cellular communication system, or may be a similar analog portable communication system (represented by AMPS).
상기 하드 핸드오프 문제에 대한 한가지 해결책은 이동국(203)이 시스템 B와 관련된 정보를 얻는 비컨 신호(205)를 갖는 이동국(205)을 제공하는 것이다. 상기 비컨 신호(205)는 비컨 전송기(206)에 의해서 전송되고, 시스템 B로의 하드 핸드오프가 요구된다는 것을 상기 이동국(203)에게 알리기 위하여 트리거(trigger)로서 동작한다. 일단 상기 이동국(203)이 상기 비컨 신호(205)를 수신하면, 종래에 잘 알려진 바와 같은 하드 핸드 오프의 처리는 상기 이동국(203)에 의해서 주도될 수 있다.One solution to the hard handoff problem is to provide the mobile station 205 with the beacon signal 205 for which the mobile station 203 obtains information associated with System B. The beacon signal 205 is transmitted by the beacon transmitter 206 and acts as a trigger to inform the mobile station 203 that a hard handoff to System B is required. Once the mobile station 203 receives the beacon signal 205, the processing of hard handoff as is well known in the art can be driven by the mobile station 203.
도 2에서 개시된 해결책에서, 비컨 신호(205)를 제공하는 비컨 전송기(206)는 스탠드 얼론 전송기(stand alone transmitter)이며, 기지국들(A1, A2, B1, B2 등으로 표기)의 전송부(101)에 일체화되지 않는다. 그 결과, 상기 전송기는 도 1에 도시된 전송부(101)에 비해 최소한의 복잡성과 비용을 필요로한다. 그러므로, 덜 복잡하고 비용이 저렴한 무선 통신 시스템에 비컨 신호를 제공할 필요가 있다.In the solution disclosed in FIG. 2, the beacon transmitter 206 that provides the beacon signal 205 is a stand alone transmitter and transmits 101 of base stations A1, A2, B1, B2, and the like. ) Is not integrated. As a result, the transmitter requires minimal complexity and cost compared to the transmitter 101 shown in FIG. Therefore, there is a need to provide beacon signals in less complex and inexpensive wireless communication systems.
<발명의 요약>Summary of the Invention
일반적으로 기술하면, 비컨 신호(beacon signal)는 하이브리드 매트릭스(hybrid matrix)와 역 하이브리드 매트릭스(hybrid matrix)를 사용한 무선 통신 시스템에 제공된다. 하이브리드 매트릭스의 비사용 포트(unused port)를 사용하여, 비컨 신호는 무선 통신 시스템의 사용자들을 위해 계획된 트래픽 신호들(traffic signals)과 결합된다. 하이브리드 매트릭스는 비컨 신호와 트래픽 신호들의 일부분을 제각기 포함하는 출력 신호들로 비컨 신호와 트래픽 신호들을 변환한다. 하이브리드 매트릭스로부터의 출력들은 증폭기들에 의해 증폭된다. 이 때, 증폭기들로부터의 출력들은 역 하이브리드 매트릭스에 의해 역변환된다. 역변환 매트릭스는 하이브리드 매트릭스로 처음에 입력된 비컨 신호 및 트래픽 신호들의 부분들과 재결합하며, 최종 신호들은 섹터 안테나들과 비컨 안테나를 사용하여 전송된다.In general terms, a beacon signal is provided in a wireless communication system using a hybrid matrix and an inverse hybrid matrix. Using the unused port of the hybrid matrix, the beacon signal is combined with the traffic signals intended for the users of the wireless communication system. The hybrid matrix converts the beacon signal and the traffic signals into output signals that each include a portion of the beacon signal and the traffic signals. The outputs from the hybrid matrix are amplified by the amplifiers. At this time, the outputs from the amplifiers are inversely transformed by the inverse hybrid matrix. The inverse transform matrix recombines portions of the beacon signal and traffic signals initially input into the hybrid matrix, and the final signals are transmitted using sector antennas and beacon antennas.
본 발명은 일반적으로는 통신 시스템에 관한 것이며, 더 상세하게는 무선 통신 시스템에 비컨 신호(beacon signal)를 제공하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention generally relates to communication systems, and more particularly, to an apparatus and method for providing a beacon signal to a wireless communication system.
도 1은 무선 통신에 사용되는 종래의 전송부를 도시한 블록도.1 is a block diagram showing a conventional transmission unit used for wireless communication.
도 2는 CDMA 휴대용 통신 시스템에서의 하드 핸드오프에 관련된 문제점과 그 문제점에 대한 한가지 해결책인 종래의 실시예를 일반적으로 도시한 도면.FIG. 2 is a general illustration of a problem associated with a hard handoff in a CDMA portable communication system and one solution to that problem.
도 3은 본 발명의 실시를 위하여 설계된 기지국의 전송 측의 블록도.3 is a block diagram of the transmitting side of a base station designed for the practice of the present invention.
상세하게는, 본 발명의 양호한 실시예에서, 무선 통신 시스템에 비컨 신호를 제공하기 위한 장치는 비컨 신호 제공용 비컨 신호 발생기 및 입력으로서 비컨 신호와 최소한 하나의 트래픽 신호를 갖는 하이브리드 매트릭스를 구비하며, 상기 하이브리드 매트릭스는 다수의 출력 신호들을 갖는다. 또한, 상기 장치는 입력들로서 상기 하이브리드 매트릭스로부터의 다수의 출력 신호들을 갖으며, 출력으로서 다수의 증폭된 출력 신호들을 갖는 다수의 증폭기들을 구비한다. 다수의 증폭기들은 역 하이브리드 매트릭스와 결합되는데, 상기 역 하이브리드 매트릭스는 입력들로서 다수의 증폭된 출력 신호들을 갖으며, 트래픽 신호 및 비컨 신호를 이동국으로 출력한다.Specifically, in a preferred embodiment of the present invention, an apparatus for providing a beacon signal to a wireless communication system includes a beacon signal generator for providing a beacon signal and a hybrid matrix having a beacon signal and at least one traffic signal as an input, The hybrid matrix has a plurality of output signals. The apparatus also has a plurality of output signals from the hybrid matrix as inputs and a plurality of amplifiers with a plurality of amplified output signals as output. Multiple amplifiers are combined with an inverse hybrid matrix, which has a plurality of amplified output signals as inputs and outputs a traffic signal and a beacon signal to the mobile station.
상기 실시예에서 하이브리드 매트릭스는 푸리에 변환 매트릭스(Fourier Transform matrix)나 버틀러 매트릭스(Butler matrix)가 될 수 있다. 비컨 신호는 하이브리드 매트릭스의 비사용 포트로 입력되고, 제2 통신 시스템에 관련된 핸드오프 정보를 제1 통신 시스템 상에서 통신하는 이동국에 제공한다. 제1 통신 시스템은 CDMA 휴대용 통신 시스템을 포함하는 반면에, 제2 통신 시스템은 CDMA 휴대용 통신 시스템 또는 아날로그 휴대용 통신 시스템을 포함한다. 상기 CDMA 휴대용 통신 시스템의 사용자를 위하여 계획된 트래픽 신호는 CDMA 휴대용 통신 시스템과 겸용될 수 있게 처리된 음성/데이터 신호이다.In this embodiment, the hybrid matrix may be a Fourier transform matrix or a Butler matrix. The beacon signal is input to an unused port of the hybrid matrix and provides handoff information related to the second communication system to the mobile station communicating on the first communication system. The first communication system includes a CDMA portable communication system, while the second communication system includes a CDMA portable communication system or an analog portable communication system. The traffic signal designed for the user of the CDMA portable communication system is a voice / data signal processed to be compatible with the CDMA portable communication system.
도 3은 본 발명의 실시를 위해 설계된 기지국의 전송 측의 블록도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 하이브리드 매트릭스(303) 및 역 하이브리드 매트릭스(306)는 본 발명에 따르는 비컨 신호를 제공하기 위하여 사용된다. 하이브리드 매트릭스에 대한 더 많은 정보는, 본 발명의 양수인에게 양도되었으며, 본 명세서에서 참고로 설명된 데이비드슨(Davidson)의 미국 특허(제 4,213,132호)에 참조되어 있다.3 is a block diagram of the transmission side of a base station designed for the practice of the present invention. As shown in FIG. 3, hybrid matrix 303 and inverse hybrid matrix 306 are used to provide a beacon signal in accordance with the present invention. More information on hybrid matrices is assigned to the assignee of the present invention and is referenced in Davidson's US patent (4,213,132), which is incorporated herein by reference.
도 3을 참조하면, 도 1의 라디오 채널부들(102)은 8×8 하이브리드 매트릭스(303)로 입력되는 출력들을 갖는다. 상기 양호한 실시예에서, 상기 하이브리드 매트릭스(303)와 역 하이브리드 매트릭스(306)는 푸리에 변형형(Fourier Transform type)이다. 본 기술 분야의 당업자라면, 버틀러 매트릭스(Butler matrix)와 같은 다른 형태의 하이브리드 매트릭스들이 유용하게 사용될 수 있다는 것을 인정할 것이다. 도 3에 도시된 구성에서, 6 섹터들(S1-S6)에 휴대용 통신을 제공하는데 8×8 푸리에 변환 매트릭스를 사용하여, 매트릭스(303) 및 역 매트릭스(306)의 입력들/출력들 중의 둘을 사용하지 않는다.Referring to FIG. 3, the radio channel units 102 of FIG. 1 have outputs input to an 8 × 8 hybrid matrix 303. In the preferred embodiment, the hybrid matrix 303 and the inverse hybrid matrix 306 are Fourier Transform type. Those skilled in the art will appreciate that other forms of hybrid matrices, such as the Butler matrix, may be usefully used. In the configuration shown in FIG. 3, two of the inputs / outputs of matrix 303 and inverse matrix 306, using an 8 × 8 Fourier transform matrix to provide portable communication to six sectors S1-S6. Do not use
매트릭스(303) 및 역 매트릭스(306)의 비사용 입력들/출력들은 본 발명에 따른 비컨 신호를 제공하기 위해 사용된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 하이브리드 매트릭스(303)는 입력으로서 6 섹터들(S1-S6)에 이동국들을 위하여 계획된 트래픽 신호들(316)을 갖는다. 비사용 입력/출력들 중의 1 세트는 부하(309)에 의해 종단되는 반면에, 매트릭스(303)의 다른 비사용 입력은 CDMA 비컨 신호 발생기(312)로부터 출력된 비컨 신호(313)를 그 입력으로서 갖는다. 비컨 신호가 상기 하이브리드 매트릭스(303)의 비사용 포트로 입력될 때, 비컨 신호(303)는 다른 모든 트래픽 신호들(316)과 실질적으로 동등하게 결합된다. 상기 하이브리드 매트릭스(303)는 비컨 신호(313) 및 트래픽 신호들(316)의 한 부분을 제각기 포함하는 출력 신호들로 상기 비컨 신호(313) 및 트래픽 신호들(316)을 변환한다. 하이브리드 매트릭스(303)로부터의 출력들은 증폭기(315)에 의해 증폭된다. 상기 양호한 실시예에서, 상기 증폭기들(315)은 단음 광대역 선형 전력 증폭기들(single-tone wideband linear power amplifiers)이다. 계속하여, 이 때 상기 증폭기들(315)로부터의 출력들은 역 하이브리드 매트릭스(306)에 의해 역변환된다. 상기 역변환 매트릭스는 상기 하이브리드 매트릭스(303)로 처음에 입력된 비컨 신호(313)와 트래픽 신호들(316)의 부분들을 재결합한다. 최종 신호들은 섹터 안테나들(320) 및 비컨 안테나(323)를 사용하여 전송된다.Unused inputs / outputs of matrix 303 and inverse matrix 306 are used to provide a beacon signal in accordance with the present invention. As shown in Fig. 3, the hybrid matrix 303 has as inputs traffic signals 316 planned for mobile stations in six sectors S1-S6. One set of unused inputs / outputs is terminated by the load 309, while the other unused input of the matrix 303 uses the beacon signal 313 output from the CDMA beacon signal generator 312 as its input. Have When a beacon signal is input to an unused port of the hybrid matrix 303, the beacon signal 303 is coupled substantially equally with all other traffic signals 316. The hybrid matrix 303 converts the beacon signal 313 and the traffic signals 316 into output signals each including a beacon signal 313 and a portion of the traffic signals 316. Outputs from hybrid matrix 303 are amplified by amplifier 315. In the preferred embodiment, the amplifiers 315 are single-tone wideband linear power amplifiers. Subsequently, the outputs from the amplifiers 315 are then inversely transformed by the inverse hybrid matrix 306. The inverse transform matrix recombines portions of the beacon signal 313 and traffic signals 316 initially input to the hybrid matrix 303. The final signals are transmitted using sector antennas 320 and beacon antenna 323.
도 3에 도시된 실시예는 많은 장점들이 있다. 먼저, 하이브리드 매트릭스(303)와 역 하이브리드 매트릭스(306)를 수행함으로써, 하이브리드 매트릭스(303)와 역 하이브리드 매트릭스(306)가 섹터 안테나들(320) 및 비컨 안테나(323)에 동등하게 전력을 분배하기 때문에, 소정의 한 섹터(S1-S6) 중의 소정의 한 체인 내의 구성 요소(component)가 크게 손상되는 것을 피할 수 있다. 또한, 기지국에서 하이브리드 매트릭스(303)와 역 하이브리드 매트릭스(306)를 미리 실행하고, 하이브리드 매트릭스(303)와 역 하이브리드 매트릭스(306)의 비사용 포트에 비컨 신호(313)를 제공하기 때문에, 비컨 신호(종래 기술에서와 같은)를 공급하기 위한 비싼 증폭기들과 안테나들을 추가할 필요가 없다. 현존하는 장치들로써 충분하기 때문에, 비컨 신호를 공급하기 위하여 기지국에는 어떤 부가적인 복잡한 구성도 추가되지 않는다.The embodiment shown in FIG. 3 has many advantages. First, by performing the hybrid matrix 303 and the inverse hybrid matrix 306, the hybrid matrix 303 and the inverse hybrid matrix 306 distribute power equally to the sector antennas 320 and the beacon antenna 323. Therefore, it is possible to avoid a large damage of the components in a given chain among the predetermined one sectors S1-S6. In addition, since the base station executes the hybrid matrix 303 and the inverse hybrid matrix 306 in advance, and provides the beacon signal 313 to the unused ports of the hybrid matrix 303 and the inverse hybrid matrix 306, the beacon signal There is no need to add expensive amplifiers and antennas to supply (as in the prior art). Since existing devices are sufficient, no additional complicated configuration is added to the base station to supply the beacon signal.
당업자가 인정한다면, 도 3의 다른 많은 변형들이 본 발명에 따른 비컨 신호를 제공하도록 유용하게 사용될 수 있다. 예를 들면, 6 섹터 연산용 8×8 하이브리드 매트릭스를 사용하는 대신에, 4×4 하이브리드 매트릭스를 3 섹터 연산용으로 사용할 수 있다. 상기와 같이 한다면, 4×4 하이브리드 매트릭스의 비사용 포트는 입력으로서 비컨 신호(313)를 가질 것이다.Many other variations of FIG. 3 may be usefully employed to provide a beacon signal in accordance with the present invention, as will be appreciated by those skilled in the art. For example, instead of using an 8x8 hybrid matrix for six sector operations, a 4x4 hybrid matrix can be used for three sector operations. If so, the unused port of the 4x4 hybrid matrix will have a beacon signal 313 as input.
본 발명을 특정 실시예 형태로 설명하고 도시하였지만, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위로부터 벗어남이 없는 범위에서 형태 및 세부 사항들의 다양한 변경이 가능하다. 아래의 청구항에 대응한 구조, 물질, 동작 및 모든 수단의 등가 또는 단계에 더한 기능 소자들은 특별히 청구된 것으로서, 다른 청구된 소자들과 결합하여 기능을 수행하기 위하여 소정의 구조, 물질, 또는 동작을 포함하도록 한다.While the invention has been described and illustrated in particular embodiments thereof, various modifications of the form and details may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention. Functional elements, in addition to equivalents or steps of structures, materials, operations and all means corresponding to the claims below, are specially claimed and are intended to combine certain structures, materials or operations in order to perform functions in conjunction with other claimed elements. Include it.
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